PENAMBAHAN MIKROBA PEMACU TUMBUH UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PUPUK ORGANIK, SERAPAN HARA, PERTUMBUHAN SERTA PRODUKSI PADI GOGO DAN JAGUNG SETIYOWATI

Transkripsi

1 PENAMBAHAN MIKROBA PEMACU TUMBUH UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PUPUK ORGANIK, SERAPAN HARA, PERTUMBUHAN SERTA PRODUKSI PADI GOGO DAN JAGUNG SETIYOWATI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 211

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Penambahan Mikroba Pemacu Tumbuh untuk Meningkatkan Kualitas Pupuk Organik, Serapan Hara, Pertumbuhan serta Produksi Padi Gogo dan Jagung adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Juni 211 Setiyowati NRP. G353911

3 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Penambahan Mikroba Pemacu Tumbuh untuk Meningkatkan Kualitas Pupuk Organik, Serapan Hara, Pertumbuhan serta Produksi Padi Gogo dan Jagung adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Juni 211 Setiyowati NRP. G353911

4 ABSTARCT SETIYOWATI. Addition of Plant Growth Promoting Rhizobacteria to Improve the Quality of Organic Fertilizer, Nutrient Uptake, Growth and Yield of Upland Rice and Maize. Under direction of HAMIM and ARIS TJAHJOLEKSONO. Biofertilizer is one of the alternative fertilizers that can increase nutrient uptake, plant growth and production. The purpose of this research was to evaluate the quality of organic fertilizer (compost) enriched with bofertilizer and its effect on nutrient uptake, growth and yield of upland rice and maize. This experiment was conducted using a Randomized Block Design with two factors of treatment. The first factor was organic fertilizer that consist of three levels: compost without biofertilizer as a control, compost enriched with biofertilizer, compost and biofertilizer applied separately on the day of planting. The second factor was the anorganic fertilizer consisting 2 levels: 5% and 1% of recommended doses. The upland rice var Situbagendit and maize var Bisma were grown on the field condition. The bacteria used as biofertilizer were Bacillus subtilis strain HU48, Pseudomonas beteli strain ATCC1986IT, Azotobacter sp. strain HY1141, dan Azospirillum sp. strain NS1. The compost enriched with biofertilizer had the best effect on most variables observed including nutriet uptake, growth, biomass, and production of both crops. This enriched compost increased macro and micro elements uptake of upland rice and maize. This treatment increased the production of upland rice up to 73% while the maize production increased up to 38%. Anorganic fertilizer increased significantly the macro nutrient uptake in upland rice but not in maize. In comparison with 5% dose of anorganic fertilizer, 1% dose anorganic fertilizer increased the plant growth and yield of upland rice and maize. However, this increase was not significant. The best treatment was showed by compost enriched with biofertilizer that was combined with 1% anorganic fertilizer. This treatment increased grain weight up to 19,28% of upland rice, and seed weight up to 41,18% of maize compared to control. Keywords: biofertilizer, organic fertilizer quality, nutrient uptake, growth, yield

5 RINGKASAN SETIYOWATI. Penambahan Mikroba Pemacu Tumbuh untuk Meningkatkan Kualitas Pupuk Organik, Serapan Hara, Pertumbuhan serta Produksi Padi Gogo dan Jagung. Dibimbing oleh HAMIM dan ARIS TJAHJOLEKSONO. Penggunaan pupuk anorganik secara terus menerus dapat menyebabkan kerusakan sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Penggunaan pupuk organik menjadi alternatif untuk mengurangi berbagai dampak negatif dari penggunaan pupuk anorganik. Namun, pupuk organik memiliki kandungan unsur hara yang rendah sehingga harus diberikan dalam jumlah yang lebih banyak bila dibandingkan dengan pupuk anorganik. Untuk mengatasi beberapa kekurangan dari pupuk organik, salah satu usaha yang ditempuh adalah memanfaatkan biofertilizer atau pupuk hayati. Pupuk hayati merupakan salah satu pupuk alternatif yang dapat meningkatkan serapan hara, pertumbuhan dan produksi tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas pupuk organik yang diperkaya dengan pupuk hayati dan untuk mengetahui pengaruh pupuk organik yang diperkaya tersebut terhadap serapan hara, pertumbuhan serta produksi tanaman padi gogo dan jagung. Penelitian dilakukan di lahan Kebun Percobaan Cikabayan, Institut Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor, Jawa Barat. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial, yang terdiri atas 2 faktor dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan pupuk kompos yang terdiri atas 3 taraf: kontrol yaitu pupuk kompos yang tidak diperkaya dengan pupuk hayati (B), pupuk kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati (B1), pupuk kompos dan pupuk hayati diaplikasikan di lapangan secara terpisah (B2). Faktor kedua adalah perlakuan pupuk anorganik yang terdiri atas 2 taraf yaitu pupuk N, P, dan K 5% dosis (), dan 1% dari dosis yang direkomendasikan (). Dosis pupuk anorganik yang direkomendasikan (dosis 1%) adalah 2 kg Urea/ha untuk tanaman padi gogo, 25 kg Urea/ha untuk tanaman jagung, 1 kg SP-36/ha, dan 1 kg KCl/ha. Perlakuan kombinasi masing-masing tanaman padi gogo dan jagung adalah 6, diulang 3 kali, sehingga petak percobaan untuk masing-masing tanaman berjumlah 18 petak. Setiap petak percobaan diambil 1 tanaman contoh. Bakteri yang digunakan sebagai pupuk hayati adalah Bacillus subtilis strain HU48, Pseudomonas beteli strain ATCC1986IT, Azotobacter sp. strain HY1141, dan Azospirillum sp. strain NS1. Masing-masing biakan bakteri dipanen pada fase eksponensial pada kerapatan 1 8 sel/ml dan dipekatkan dengan menggunakan metode sentrifugasi. Pelet bakteri yang berasal dari 2 liter biakan diresuspensikan kembali dalam volume 5 ml, kemudian dicampur dengan 1 kg gambut sebagai media pembawa. Pupuk kompos dibuat dari jerami dan pupuk kandang dengan perbandingan jerami dan pupuk kandang 2:1. Sebanyak 3 kg campuran tersebut dikomposkan selama 21 hari, kemudian dibagi menjadi 2 bagian yang masing-masing adalah 15 kg. Satu bagian ditambah dengan pupuk hayati sebanyak 1,5 kg sedangkan lainnya tidak. Selanjutnya masing-masing bagian dikomposkan kembali selama 24 hari. Dosis pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati maupun yang tidak diperkaya pupuk hayati adalah sebanyak 3 ton/ha. Pupuk hayati yang masing-

6 masing berisi isolat tunggal dicampur menjadi satu dan diaplikasikan sesuai perlakuan dengan dosis 25 gram per petak. Tanaman yang digunakan adalah padi gogo varietas Situbagendit dan jagung varietas Bisma. Ukuran petak tiap perlakuan adalah 3 x 3 m 2. Jarak tanam untuk tanaman padi gogo adalah 3 x 2 cm 2, sedangkan untuk tanaman jagung 6 x 2 cm 2. Perlakuan kombinasi masingmasing tanaman padi gogo dan jagung adalah 6, diulang 3 kali sehingga petak percobaan untuk masing-masing tanaman berjumlah 18 petak. Dari setiap petak diambil 1 tanaman contoh. Data penelitian diperoleh dari hasil analisis tanah dan kompos, pengamatan terhadap beberapa peubah pertumbuhan dan produksi tanaman padi gogo dan jagung, serta analisis serapan hara tanaman. Dari tiap petak diambil 3 sampel tanaman untuk dianalisis kadar haranya. Organ tanaman yang dianalisis kadar haranya adalah seluruh bagian tanaman. Pengukuran kadar hara dilakukan pada saat tanaman berumur 71 HST untuk padi gogo dan 55 HST untuk jagung. Penambahan pupuk hayati pada proses pengomposan tidak memberikan pengaruh nyata terhadap sifat fisik kompos. Namun, penambahan pupuk hayati cenderung memperbaiki sifat kimia kompos dan dapat memperbaiki rasio C/N kompos. Aplikasi pupuk kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati dikombinasikan dengan pupuk anorganik mampu meningkatkan serapan hara, pertumbuhan serta produksi tanaman padi gogo dan jagung. Secara umum, penggunaan pupuk anorganik dengan dosis 5% yang dikombinasikan dengan pupuk kompos dan pupuk hayati sudah mampu mendukung pertumbuhan dan produksi tanaman padi gogo dan jagung. Dari hasil penelitian terlihat bahwa pemberian pupuk kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati yang dikombinasikan dengan pupuk anorganik 1% dosis rekomendasi (B1) menunjukkan hasil yang paling tinggi pada komponen pertumbuhan dan produksi. Bila dibandingkan dengan B, perlakuan kombinasi B1 meningkatkan bobot gabah isi per rumpun tanaman padi gogo sebesar 124,82%. Pada tanaman jagung, perlakuan B1 meningkatkan bobot produksi pipilan sampai dengan 39,88% bila dibandingkan dengan B. Kata kunci: pupuk hayati, kualitas pupuk organik, serapan hara, pertumbuhan, produksi

7 Hak Cipta milik IPB, tahun 211 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

8 PENAMBAHAN MIKROBA PEMACU TUMBUH UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PUPUK ORGANIK, SERAPAN HARA, PERTUMBUHAN SERTA PRODUKSI PADI GOGO DAN JAGUNG SETIYOWATI Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Biologi Tumbuhan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 211

9 Penguji Luar Komisi Pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Sugiyanta, M.Si

10 Judul Tesis Nama NIM : Penambahan Mikroba Pemacu Tumbuh untuk Meningkatkan Kualitas Pupuk Organik, Serapan Hara, Pertumbuhan serta Produksi Padi Gogo dan Jagung : Setiyowati : G Disetujui Komisi Pembimbing Dr.Ir. Hamim, M.Si. Ketua Dr. Ir. Aris Tjahjoleksono, DEA Anggota Diketahui, Ketua Program Studi Biologi Tumbuhan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr. Tanggal Ujian: 8 Juli 211 Tanggal Lulus:

11 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 21 ini ialah fisiologi tumbuhan, dengan judul Penambahan Mikroba Pemacu Tumbuh untuk Meningkatkan Kualitas Pupuk Organik, Serapan Hara,nPertumbuhan serta Produksi Padi Gogo dan Jagung. Terimakasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Hamim, M.Si. dan Bapak Dr. Ir. Aris Tjahjoleksono, DEA selaku Komisi Pembimbing, serta Dr. Ir. Sugiyanta, M.Si. selaku penguji luar komisi yang telah banyak memberi saran. Penulis juga mengucapkan terimakasih dan penghargaan kepada Departemen Agama RI yang telah memberikan beasiswa bagi penulis untuk menyelesaikan studi dan penelitian Program Magister Sains serta kepada Program IMHERE B2C IPB 21 yang telah membiayai penelitian ini. Ungkapan terimakasih juga disampaikan kepada suami, bapak, ibu, seluruh keluarga, serta teman-teman BUD Depag angkatan 29, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Juni 211 Setiyowati

12 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Brebes pada tanggal 23 Agustus 1979 dari ayah Wasroni dan ibu Dumi (Almh). Penulis merupakan putri ke dua dari dua bersaudara. Tahun 1997 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Brebes dan pada tahun yang sama penulis diterima masuk Universitas Diponegoro melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN). Penulis memilih Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan lulus tahun 22. Pada tahun 29 penulis diterima di Program Studi Biologi Tumbuhan pada Program Pascasarjana IPB. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Kementrian Agama Republik Indonesia melalui program Beasiswa Utusan Daerah. Penulis bekerja sebagai guru di MTs. Subulul Ikhsan Brebes sejak tahun 22. Mata pelajaran yang menjadi tanggung jawab penulis ialah Ilmu Pengetahuan Alam khususnya pelajaran Biologi.

13 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 2 Manfaat Penelitian... 2 Halaman TINJAUAN PUSTAKA... 3 Kebutuhan Unsur Hara Tanaman untuk Tumbuh dan Berproduksi 3 Pupuk Anorganik dan Pupuk Organik... 4 Pupuk Hayati... 6 Pupuk Hayati Penambat Nitrogen... 7 Pupuk Hayati Pelarut Fosfat... 9 Aplikasi Terpadu Pupuk Organik, Pupuk Hayati, dan Pupuk Anorganik... 1 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Bahan Metode Penelitian Pembuatan Pupuk Hayati Pembuatan dan Pengkayaan Pupuk Kompos Rancangan Percobaan Pelaksanaan Penelitian Pengambilan dan Analisis Sampel Tanah Analisis Kompos Penyiapan Lahan Penanaman Pengamatan Analisis Data HASIL Analisis Tanah Hasil Analisis Kompos Serapan Hara Tanaman Padi Gogo dan Jagung Pertumbuhan dan Biomassa Tanaman Padi Gogo dan Jagung Produksi Tanaman Padi Gogo dan Jagung PEMBAHASAN Kualitas Pupuk Kompos dengan Penambahan Mikroba Pemacu Tumbuh Pengaruh Pupuk Kompos dan Pupuk Anorganik terhadap Serapan Hara Tanaman Padi Gogo dan Jagung xiii xiv xv

14 Pengaruh Pupuk Kompos dan Pupuk Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Biomassa Tanaman Padi Gogo dan Jagung Pengaruh Pupuk Kompos dan Pupuk Anorganik terhadap Produksi Tanaman Padi Gogo dan Jagung... 4 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 48

15 DAFTAR TABEL Halaman 1 Hasil analisis kompos Serapan hara makro dan mikro tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk kompos Serapan hara makro dan mikro tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk anorganik Serapan hara makro dan mikro tanaman jagung pada perlakuan pupuk kompos Serapan hara makro dan mikro tanaman jagung pada perlakuan pupuk anorganik... 2

16 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Denah percobaan tanaman padi gogo dan jagung Serapan hara tanaman padi gogo pada perlakuan kombinasi Serapan hara tanaman jagung pada perlakuan kombinasi Pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk kompos Pertumbuhan dan biomassa tanaman jagung pada perlakuan pupuk kompos Pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk anorganik Pertumbuhan dan biomassa tanaman jagung pada perlakuan pupuk anorganik Pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo pada perlakuan kombinasi Pertumbuhan dan biomassa tanaman jagung pada perlakuan kombinasi Produksi tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk kompos Malai padi gogo Tongkol jagung Produksi tanaman jagung pada perlakuan pupuk kompos Produksi tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk anorganik Produksi tanaman jagung pada perlakuan pupuk anorganik Produksi tanaman padi gogo pada perlakuan kombinasi Produksi tanaman jagung pada perlakuan kombinasi... 33

17 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Nama unsur hara dan konsentrasinya di dalam jaringan tumbuhan Hasil analisis sifat kimia dan fisik tanah di Kebun Percobaan Cikabayan Kriteria sifat kimia tanah Persyaratan teknis minimal pupuk organik Hasil analisis kompos Hasil analisis sidik ragam serapan hara tanaman padi gogo Hasil analisis sidik ragam serapan hara tanaman jagung Hasil analisis sidik ragam pertumbuhan dan produksi tanaman padi gogo Hasil analisis sidik ragam pertumbuhan dan produksi tanaman jagung... 62

18 PENDAHULUAN Latar Belakang Penerapan sistem pertanian secara intensif membutuhkan pupuk anorganik seperti Urea, SP-36 dan KCl dalam jumlah banyak. Untuk dapat meningkatkan produksi dalam pertanian intensif tersebut, petani harus memberikan masukan pupuk anorganik dalam jumlah relatif lebih banyak (Simanungkalit 21). Namun, penggunaan pupuk anorganik secara terus menerus dapat menyebabkan kerusakan sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Di samping itu, pengurangan subsidi pupuk oleh pemerintah mengakibatkan harga pupuk Urea, SP-36, dan KCl semakin tinggi sehingga menambah beban biaya produksi. Oleh karena itu, perlu dicoba penggunaan pupuk alternatif yang diharapkan dapat mengurangi penggunaan pupuk anorganik sampai 5% (Kasniari & Supadma 27). Penggunaan pupuk organik menjadi alternatif untuk mengurangi berbagai dampak negatif dari penggunaan pupuk anorganik. Indonesia merupakan negara tropika yang memiliki sumber bahan dari pupuk organik yang melimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal. Sisa tanaman, sisa panen, dan kotoran hewan melalui teknik pengomposan maupun dengan penambahan mikroba perombak dapat dijadikan pupuk organik dengan karakteristik sifat fisik dan kandungan kimia atau hara yang sangat beragam (Rusastra et al. 25). Permasalahan utama dalam penggunaan pupuk organik adalah rendahnya kandungan unsur hara dalam pupuk tersebut sehingga jumlah pupuk yang diberikan harus lebih banyak bila dibandingkan dengan pupuk anorganik. Hal ini juga dapat menjadi beban biaya lagi bagi petani. Selain itu, respon tanaman terhadap pemberian pupuk organik tidak senyata pemberian pupuk anorganik, sehingga petani pada umumnya lebih menyukai penggunaaan pupuk anorganik. Untuk mengatasi beberapa kekurangan dari pupuk organik, salah satu usaha yang ditempuh adalah memanfaatkan biofertilizer atau pupuk hayati. Kandungan unsur hara dalam pupuk organik dapat ditingkatkan melalui pemanfaatan mikroba pemacu tumbuh bagi tanaman. Simanungkalit (21) melaporkan bahwa Azospirillum sp. dan Azotobacter sp. merupakan bakteri non simbiotik yang dapat memfiksasi nitrogen, sedangkan Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. merupakan

19 bakteri pelarut fosfat dan kalium. Selain itu, Pseudomonas sp. dan Azospirillum sp. dapat menghasilkan hormon untuk merangsang pertumbuhan tanaman. Penggunaan pupuk biologi atau pupuk hayati yang mengandung bakteri Azospirillum, Azotobacter, Pseudomonas, dan Bacillus dapat memacu pertumbuhan vegetatif dan reproduktif tanaman khususnya pada jagung, tomat dan kentang. Pupuk hayati dapat meningkatkan ukuran tongkol dan bobot biji jagung, jumlah serta bobot buah tomat. Pada tanaman kentang, penambahan pupuk hayati selain meningkatkan produksi juga dapat meningkatkan jumlah umbi berukuran besar (Hamim et al. 27). Fadiluddin (29) melaporkan aplikasi pupuk hayati cair yang dikombinasikan dengan kompos 5% ditambah pupuk NPK 5% meningkatkan bobot produksi jagung pipilan per tanaman hingga lebih dari 4% bila dibandingkan dengan perlakuan pupuk NPK 1%. Saat ini belum banyak fakta yang mengungkapkan peran pupuk hayati dalam meningkatkan kualitas pupuk organik. Oleh karena itu, diperlukan penelitian lebih jauh untuk mengetahui peranan pupuk hayati dalam meningkatkan kualitas pupuk organik serta perannya dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas pupuk organik yang telah diperkaya dengan mikroba pemacu tumbuh dan untuk mengetahui pengaruh pupuk organik yang diperkaya tersebut terhadap serapan hara, pertumbuhan serta produksi tanaman padi gogo dan jagung. Manfaat Penelitian 1. Meningkatkan kualitas pupuk organik melalui penambahan mikroba pemacu tumbuh 2. Mengurangi ketergantungan terhadap pupuk anorganik 3. Meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman 4. Mempertahankan fertilitas lahan

20 TINJAUAN PUSTAKA Kebutuhan Unsur Hara Tanaman untuk Tumbuh dan Berproduksi Tumbuhan merupakan makhluk hidup yang tergantung sepenuhnya pada bahan anorganik dari lingkungannya atau disebut autotrof. Tumbuhan memerlukan cahaya matahari sebagai sumber energi untuk melakukan fotosintesis. Untuk mensintesis bahan organik, tumbuhan memerlukan bahan mentah dalam bentuk bahan-bahan anorganik seperti karbondioksida, air, dan berbagai mineral yang ada sebagai ion anorganik dalam tanah. Melalui sistem akar dan sistem tunas yang saling berhubungan, tumbuhan memiliki jaringan kerja yang sangat intensif dengan lingkungannya seperti tanah dan udara yang menyediakan bahan anorganik untuk membentuk senyawa karbon komplek seperti karbohidrat, protein, lipid, dan lain sebagainya (Campbell et al. 23). Pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan proses yang penting dalam kehidupan dan berlangsung secara terus menerus sepanjang daur hidup. Pertumbuhan tanaman terjadi karena adanya proses-proses pembelahan sel dan pemanjangan sel dimana proses-proses tersebut memerlukan karbohidrat dalam jumlah besar. Menurut Lambers et al. (1998), pertumbuhan merupakan pertambahan atau kenaikan berat kering, volume, panjang, dan luas yang melibatkan pembelahan, ekspansi dan diferensiasi sel. Gardner et al. (1991) menyatakan bahwa pertumbuhan dan hasil suatu tanaman dipengaruhi oleh keadaan lingkungan tumbuhnya. Pertumbuhan vegetatif terbagi atas pertumbuhan daun, batang, dan akar. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pertumbuhan daun dan batang ialah hormon dan genetik (faktor dalam), hara, status air dalam jaringan tanaman, suhu udara, dan cahaya (faktor luar). Pertumbuhan akar dipengaruhi suhu media tumbuh, ketersediaan oksigen (aerasi), faktor fisik media tumbuh, ph media tumbuh, faktor dalam, dan status air dalam jaringan tanaman. Pertumbuhan daun dan perluasan batang menentukan luas permukaan daun dan struktur tajuk yang sangat penting sehubungan dengan proses fotosintesis. Sedangkan perluasan akar akan menentukan jumlah dan distribusi akar yang kemudian akan berfungsi sebagai organ penyerap unsur hara mineral.

21 Dalam pertumbuhannya tanaman membutuhkan unsur hara yang cukup banyak, baik hara makro maupun hara mikro yang berasal dari alam maupun pupuk yang ditambahkan ke dalam tanah. Ketersediaan hara mineral makro dan mikro tersebut sangat penting karena setiap zat mempunyai kegunaan yang berbeda-beda. Hal itu pula yang mengakibatkan kebutuhan tanaman untuk setiap zat berbeda-beda jumlahnya (Taiz & Zeiger 22). Hingga saat ini diketahui ada 19 unsur hara esensial yang dibutuhkan oleh tanaman, 1 di antaranya adalah hara esensial makro dan sisanya adalah esensial mikro. Nama unsur, simbol unsur, bentuk ketersediaannya di dalam tanah, dan jumlah akumulasinya di dalam tubuh tumbuhan dapat dililhat pada Lampiran 1. Dari ke 19 unsur tersebut C, H, dan O mendominasi lebih dari 95% bobot kering tumbuhan, sedangkan unsur lainnya kurang dari 5%. Unsur N yang diakumulasi tumbuhan hanya memiliki proporsi sekitar 1,5% dari bobot kering sel atau jaringan tumbuhan. Hal ini terkait dengan peran C, H, dan O sebagai kerangka utama yaitu senyawa organik dalam tubuh tumbuhan. Unsur C dan O diperoleh dari udara dalam bentuk CO 2 dan O 2, unsur H diperoleh dari dalam tanah dalam bentuk air (H 2 O) (Hamim 27). Tanaman tidak dapat secara selektif menyerap unsur hara yang esensial bagi pertumbuhan dan perkembangannya. Selain hara esensial, terdapat juga hara non esensial yang dalam kondisi agroklimat tertentu bisa memperkaya pertumbuhan tanaman dengan mendorong proses fisiologi. Hara tersebut disebut dengan hara fungsional atau hara bermanfaat (pembangun) yang jika tidak ada maka pertumbuhan tanaman tidak terganggu (Yukamgo & Yuwono 27). Pupuk Anorganik dan Pupuk Organik Pemupukan bertujuan mengganti unsur hara yang hilang dan menambah persediaan unsur hara yang dibutuhkan tanaman untuk meningkatkan produksi dan mutu tanaman. Ketersediaan unsur hara yang lengkap dan berimbang yang dapat diserap oleh tanaman merupakan faktor yang menentukan pertumbuhan dan produksi tanaman. Pemupukan terutama dilakukan untuk menambahkan kandungan unsur hara N, P, K, dan S. Pupuk anorganik (pupuk kimia) mempunyai kandungan unsur hara yang tinggi, tetapi bila diberikan terus menerus pada tanah akan mengakibatkan akumulasi unsur hara tertentu pada tanah yang pada akhirnya

22 akan merusak agregat tanah seperti adanya pemadatan (Kasniari & Supadma 27). Pupuk anorganik telah secara intensif digunakan sejak tahun 196-an. Kemudian program intensifikasi pertanian khususnya pada komoditas padi (197- an) telah mendorong penggunaan pupuk anorganik secara luas, dan bahkan pada daerah tertentu menunjukkan gejala berlebih (Rusastra et al. 25). Ada tiga faktor yang mendorong meningkatnya perhatian terhadap aplikasi pupuk organik dan pupuk hayati di Indonesia, yaitu krisis ekonomi yang terjadi pada tahun 1997, pencabutan subsidi pupuk oleh pemerintah pada tahun 1999, dan tumbuhnya kesadaran terhadap potensi pencemaran lingkungan melalui penggunaan pupuk anorganik yang berlebihan dan tidak efisien (Simanungkalit 21). Pupuk organik merupakan pupuk yang berasal dari sisa-sisa organisme hidup. Pupuk organik dapat memperbaiki struktur tanah dan sedikit menambah unsur hara, serta dapat membuat unsur hara yang terikat di dalam tanah menjadi tersedia untuk tanaman (Suriadikarta & Setyorini 26). Pupuk organik yang sering digunakan adalah pupuk kandang dan kompos. Penggunaan pupuk organik dapat menjadi alternatif untuk mengurangi berbagai dampak negatif dari pupuk anorganik, antara lain dengan memanfaatkan limbah sisa panen dan tanaman sela dengan cara mendaur ulang menjadi kompos. Penggunaan pupuk organik merupakan salah satu cara untuk meningkatkan bahan organik tanah, dan meningkatkan produktivitas lahan. Bahan organik sangat diperlukan karena : (a) berperan dalam memperbaiki sifat kimia, fisika dan biologi tanah, (b) meningkatkan kemampuan tanah menahan air dan mencegah erosi, (c) berperan dalam penyediaan unsur hara dan sumber energi bagi mikroorganisme bagi tanah (Rusastra et al. 25). Fungsi fisika bahan organik adalah pengikat butiran primer menjadi butiran sekunder tanah dalam pembentukan agregat yang mantap. Keadaan ini besar pengaruhnya pada porositas, penyimpanan dan penyediaan air, aerasi tanah dan temperatur tanah. Bahan organik dengan rasio C/N tinggi seperti jerami atau sekam lebih besar pengaruhnya pada perubahan sifat-sifat fisik tanah dibanding bahan organik yang terdekomposisi seperti kompos dan pupuk kandang (Arafah & Sirappa 23).

23 Secara kuantitatif, bahan organik sedikit mengandung unsur hara. Namun, fungsi kimia yang penting antara lain penyedia hara makro seperti N, P, K, Ca, Mg, dan S dan mikro seperti Zn, Cu, Mo, Co, Mn, dan Fe (Simanungkalit et al. 26). Fungsi kimia lain dari bahan organik adalah dapat mencegah kahat unsur mikro pada tanah marginal atau tanah yang telah diusahakan secara intensif dengan pemupukan yang kurang berimbang, meningkatkan Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah, dan dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam (Al, Fe, dan Mn). Ion-ion logam tersebut dapat meracuni tanaman serta menurunkan penyediaan hara (Rusastra et al. 25). Fungsi biologis bahan organik adalah sebagai sumber energi dan makanan bagi mikroorganisme tanah. Penambahan bahan organik dalam tanah akan menyebabkan aktivitas dan populasi mikroba dalam tanah meningkat, terutama yang berkaitan dengan aktivitas dekomposisi dan mineralisasi. Dengan demikian, pemberian pupuk organik berperan dalam penyediaan hara dan siklus hara dalam tanah untuk mendukung pertumbuhan dan produksi tanaman (Nuraini 29). Pupuk Hayati Ada beberapa permasalahan yang dihadapi dalam penggunaan pupuk organik diantaranya rendahnya kandungan unsur hara dalam pupuk tersebut, sulit dalam penyimpanan, dan petani pada umumnya kesulitan untuk mengaplikasikannya. Salah satu alternatif yang dapat dikembangkan untuk mengatasi masalah-masalah tersebut adalah penggunaan pupuk organik yang mengandung mikroba aktivator (biofertilizer). Ada banyak mikroorganisme berkembang di tanah, terutama di rhizosfer tanaman. Berbagai spesies bakteri dan jamur memiliki hubungan fungsional dan merupakan sebuah sistem holistik dengan tanaman. Mikroorganisme tersebut mampu memberi efek yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman (Vessey 23). Mikroba-mikroba tanah berperan di dalam penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman, misalnya hara Nitrogen (N), fosfor (P), dan Kalium (K) (Isroi 27). Pupuk hayati menjadi satu alternatif input produksi dalam budidaya tanaman, khususnya kegiatan yang menyangkut pemupukan. Pupuk hayati didefinisikan sebagai sebuah komponen yang mengandung mikroba untuk

24 meningkatkan ketersediaan hara bagi tanaman. Pupuk tersebut mengandung mikroorganisme hidup yang diberikan ke dalam tanah sebagai inokulan untuk membantu menyediakan unsur hara tertentu bagi tanaman (Simanungkalit 21). Pupuk hayati juga membantu usaha mengurangi pencemaran lingkungan akibat penyebaran hara yang tidak diserap tanaman pada penggunaan pupuk anorganik (Saraswati & Sumarno 28). Dalam memacu pertumbuhan tanaman, PGPR dapat berperan langsung maupun tidak langsung. Peran secara langsung dari bakteri tersebut dapat dengan cara meningkatkan ketersediaan hara serta menghasilkan hormon pertumbuhan (Vessey 23). Bakteri PGPR juga dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman secara tidak langsung yaitu dengan cara memproduksi senyawa-senyawa metabolit seperti siderofor, HCN, amonia, dan antibiotik, serta menekan pertumbuhan bakteri, jamur dan nematoda patogen (Viveros et al. 21; Samuel & Muthukkaruppan 211). Weller et al. (22) melaporkan bahwa komunitas mikroba dapat berperan dalam pertumbuhan tanaman melalui beberapa mekanisme, antara lain meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanah, menghasilkan hormon yang dapat merangsang pertumbuhan tanaman, meningkatkan kemampuan bersaing dengan patogen akar, dan meningkatkan serapan unsur-unsur hara oleh tanaman. Kemampuan mikroba dalam menjalankan fungsi ekologis beragam sehingga untuk memanfaatkannya perlu dilakukan seleksi. Selanjutnya, mikroba unggul hasil seleksi dapat diperbanyak dan digunakan sebagai pupuk hayati. Pupuk Hayati Penambat Nitrogen Unsur N terdapat dalam jumlah yang melimpah di udara yaitu kurang lebih 78%. Namun, N udara berbentuk gas N 2 dan tidak dapat langsung dimanfaatkan oleh tanaman. Tanaman hanya dapat menyerap unsur N dalam bentuk tersedia seperti ammonium (NH + 4 ) dan Nitrat (NO - 3 ) (Salisbury & Ross 1995). Oleh karena itu, supaya dapat dimanfaatkan oleh tanaman maka N 2 perlu diubah menjadi bentuk N terikat. Pengikatan (fiksasi) N dapat dilakukan secara kimia melalui proses industri maupun secara biologi. Pengikatan N 2 dalam proses industri dapat menghasilkan pupuk anorganik seperti urea. Pengikatan N secara

25 biologi dilakukan oleh berbagai jenis mikroba penambat N baik secara simbiotik maupun non simbiotik (Hamim 27). Pengikatan N oleh bakteri penambat N ditunjukkan dengan persamaan kimia berikut ini: N H elektron + 16 ATP 2 NH 3 + H ADP + 16 Pi Dua molekul amoniak terbentuk dari 1 molekul gas nitrogen serta diperlukan 16 molekul ATP dan suplai elektron dan proton. Reaksi kimia tersebut dapat dilakukan oleh organisme prokariot seperti bakteri dengan menggunakan kompleks enzim nitrogenase (Salisbury & Ross 1995). Mikroba penambat N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose (kacang-kacangan) saja, sedangkan mikroba penambat N non simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman (Kristanto 22). Mikroba penambat N simbiotik contohnya adalah Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Mikroba penambat N non simbiotik misalnya Azospirillum sp. dan Azotobacter sp. (Isroi 27). Menurut Hamim (27), Rhizobium hidup dalam bintil akar yang mampu secara kimia menambat nitrogen bebas (N 2 ) dari udara dan mengubahnya menjadi amoniak (NH 3 ) yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman inang untuk tumbuh dan berkembang. Saraswati (1999) melaporkan bahwa Bradyrhizobium japonicum dan Shinorhizobium japonicum adalah bakteri bintil akar yang dapat mengikat nitrogen bebas melalui simbiosis dengan tanaman kedelai (Glycine max) sehingga dapat menyediakan nitrogen siap pakai bagi tanaman. Selain itu, penggunaan pupuk mikroba yang mengandung bakteri bintil akar Bradyrhizobium japonicum, bakteri pelarut fosfat Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, dan bakteri pemacu tumbuh Azospirillum dapat meningkatkan ketersediaan hara N dan P. Dalam banyak studi awal tentang peran PGPR pada produksi tanaman graminaceous, diduga bahwa bakteri meningkatkan masukan nitrogen ke dalam tanah karena banyak PGPR mampu mengikat nitrogen bebas (Cummings 29). Isminarni (27) melaporkan bahwa dari hasil penelitiannya diperoleh satu isolat Azotobacter yang memiliki kemampuan menambat N, juga menghasilkan IAA, dan berdasarkan hasil pengujian morfologi dan biokimia menunjukkan bahwa isolat ini memiliki kemiripan yang tinggi dengan Azotobacter chroococum. Matiru dan Dakora (23) melaporkan bahwa bakteri PGPR seperti

26 Azorhizobium caulinodan ORS571, Rhizobium NGR234, Rhizobium GHR2, Sinorhizobium meliloti strain1, Rhizobium leguminosarum bv. viceae Cn6, and R. leguminosarum bv. viceae strain 3 yang diinfeksikan pada akar sorgum dan millet memproduksi fitohormon seperti auksin, sitokinin, gibberellin, dan asam absisat yang dapat memacu pertumbuhan tanaman. Pupuk hayati yang terdiri atas mikroba penambat N mampu mensuplai hingga 3-5 kg N/ha (Simarmata & Yuwariah 28). Pupuk Hayati Pelarut Fosfat Kelompok mikroba lain yang juga berperan sebagai pupuk hayati adalah mikroba pelarut P dan K. Tanah pertanian kita umumnya memiliki kandungan P cukup tinggi (jenuh). Namun, hara P ini sedikit atau tidak tersedia bagi tanaman, karena terikat pada mineral liat tanah. Peranan mikroba pelarut P ini adalah melepaskan ikatan P dari mineral liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp., Penicillium sp., Pseudomonas sp., dan Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K (Isroi 27). Bakteri PGPR seperti Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. dapat menghasilkan asam-asam organik seperti asam formiat, asam asetat, dan asam laktat yang dapat melarutkan fosfat dalam bentuk yang sulit larut. Asam-asam organik ini membentuk khelat dengan kation-kation pengikat P di dalam tanah seperti Al 3+ dan Fe 3+. Khelat tersebut dapat menurunkan reaktivitas ion-ion tersebut sehingga menyebabkan pelarutan fosfat yang efektif (Han & Lee 25). Hal tersebut sesuai hasil penelitian Han et al. (26) dimana inokulasi bersama antara bakteri pelarut P dengan bakteri pemobilisasi K telah meningkatkan serapan hara N, P, dan K pada tanaman merica dan ketimun. Dalam kaitan dengan mineralisasi P organik, beberapa mikroba menghasilkan enzim-enzim bebas yang disebut fosfatase. Sedangkan, dalam kaitannya dengan pelarutan P anorganik beberapa mikroba menghasilkan asam-asam organik yang berfungsi untuk meningkatkan kelarutan senyawa P, seperti asam α ketoglutarat, asam oksalat, dan asam tatrat (Ma shum et al. 23).

27 Gray dan Smith (25) melaporkan bahwa Bacillus japonicum dan Bacillus polymaxa merupakan bakteri pelarut fosfat yang dapat meningkatkan P tanah menjadi bentuk tersedia, selain itu juga mampu menghasilkan hormon IAA (Indole Acetic Acid) yang dapat memacu pertumbuhan tanaman. Bharathi et al. (24) melaporkan bahwa bioformulasi yang mengandung P. fluorescens Pf-1, B. subtilis, biji nimba dan kitin efektif meningkatkan luas daun, panjang batang, jumlah bunga, buah, rata-rata panjang buah, dan total hasil tanaman cabe pada kondisi rumah kaca dan lapangan. Aplikasi Terpadu Pupuk Organik, Pupuk Hayati, dan Pupuk Anorganik Arafah dan Sirappa (23) melaporkan bahwa hasil penelitian penggunaan bahan organik, seperti sisa-sisa tanaman yang melapuk, kompos, pupuk kandang atau pupuk organik cair menunjukkan bahwa pupuk organik dapat meningkatkan produktivitas tanah dan efisiensi pemupukan serta mengurangi kebutuhan pupuk, terutama pupuk K. Penggunaan pupuk organik yang bersumber dari jerami menunjukkan kecenderungan pertumbuhan dan hasil tanaman yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan tanpa pupuk organik, baik secara tunggal maupun interaksinya dengan pupuk N, P, dan K. Pupuk organik berupa kompos merupakan substansi penting dalam memperbaiki sifat biologi tanah sehingga tercipta lingkungan yang lebih baik bagi perakaran tanaman disamping sebagai sumber energi bagi mikroba tanah dalam proses dekomposisi dan pelepasan hara. Pupuk kimia tidak dapat menggantikan manfaat ganda bahan organik, namun dapat ditambahkan untuk mempercepat dekomposisi dan membuat hara lebih tersedia. Chandrasekar et al. (25) melaporkan bahwa biofertilizer yang terdiri atas Azotobacter dan Azospirillum yang dikombinasikan dengan pupuk anorganik menunjukkan hasil yang lebih baik pada parameter morfologi dan produksi pada tanaman millet bila dibandingkan dengan aplikasi tunggal dari masing-masing perlakuan. Perlakuan biofertilizer yang dikombinasikan dengan 1% urea menunjukkan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Saraswati dan Sumarno (28) melaporkan bahwa aplikasi pupuk hayati, kompos dari serasah jagung (5 t/ha) dan pupuk N, P, dan K dosis 5% mampu meningkatkan hasil padi

28 gogo sampai dengan 153%. Hal ini menunjukkan bahwa pemakaian pupuk anorganik masih diperlukan sampai batas dimana pemberian pupuk anorganik tersebut tidak menekan perkembangan mikroorganisme tanah.

29 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi Institut Pertanian Bogor, serta di kebun percobaan Cikabayan IPB Dramaga Bogor. Waktu penelitian adalah bulan Mei sampai dengan Desember 21. Bahan Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanaman budidaya yang meliputi padi gogo (Oryza sativa) varietas Situbagendit, dan jagung (Zea mays) varietas Bisma. Pupuk organik dibuat dengan menggunakan bahan dasar jerami dan pupuk kandang (kotoran sapi) yang dikomposkan. Isolat yang digunakan sebagai pupuk hayati adalah Bacillus subtilis strain HU48, Pseudomonas beteli strain ATCC19861T, Azotobacter sp. strain HY1141, dan Azospirillum sp. strain NS1 yang merupakan koleksi dari Departemen Biologi Fakultas MIPA IPB. Pupuk N, P, dan K dengan dosis yang direkomendasikan (dosis 1%) adalah 2 kg Urea/ha untuk tanaman padi gogo, 25 kg Urea/ha untuk tanaman jagung, 1 kg SP-36/ha, dan 1 kg KCl/ha. Metode Penelitian Pembuatan Pupuk Hayati Bakteri dibiakkan dengan menggunakan media spesifik yaitu media Nutrient Broth (NB) untuk Bacillus subtilis, media Trypton Soy Broth (TSB) untuk Pseudomonas beteli, media Nitrogen Free semisolid malate (NFb) untuk Azospirillum sp., dan media Lacto Glucose Infusion (LGI) untuk Azotobacter sp. Masing-masing biakan bakteri dipanen pada fase eksponensial pada kerapatan 1 8 sel/ml dan dipekatkan dengan menggunakan metode sentrifugasi. Pelet bakteri yang berasal dari 2 liter masing-masing biakan diresuspensikan kembali dalam volume 5 ml, kemudian dicampur dengan 1 kg gambut sebagai media pembawa.

30 Pembuatan dan Pengkayaan Pupuk Kompos Pupuk kompos dibuat dari jerami dan pupuk kandang dengan perbandingan jerami dan pupuk kandang 2:1. Sebanyak 3 kg campuran tersebut dikomposkan selama 21 hari, kemudian dibagi menjadi 2 bagian yang masing-masing adalah 15 kg. Satu bagian ditambah dengan pupuk hayati sebanyak 1,5 kg sedangkan lainnya tidak. Selanjutnya masing-masing bagian dikomposkan kembali selama 24 hari. Rancangan Percobaan Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial, yang terdiri atas 2 faktor dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan pupuk kompos yang terdiri atas 3 taraf: kontrol yaitu pupuk kompos yang tidak diperkaya dengan pupuk hayati (B), pupuk kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati (B1), pupuk kompos dan pupuk hayati diaplikasikan di lapangan secara terpisah (B2). Faktor kedua adalah perlakuan pupuk anorganik yang terdiri atas 2 taraf yaitu pupuk N, P, dan K 5% dosis (), dan 1% dari dosis yang direkomendasikan (). Perlakuan kombinasi masing-masing tanaman padi gogo dan jagung adalah 6, diulang 3 kali sehingga petak percobaan untuk masingmasing tanaman berjumlah 18 petak (Gambar 1). Dari setiap petak diambil 1 tanaman contoh. a I B1 B2 B B1 B2 B II B B1 B1 B2 B B2 III B2 B1 B B2 B B1 U b I B B1 B1 B2 B B2 II B1 B1 B B2 B2 B III B2 B B1 B B1 B2 Gambar 1 Denah percobaan tanaman (a) padi gogo dan (b) jagung. I, II, dan III: kelompok.

31 Pelaksanaan Penelitian Pengambilan dan Analisis Sampel Tanah Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan cara mengambil tanah pada lapisan top soil. Sampel tanah tersebut diambil untuk dianalisis sifat-sifat fisik dan kimianya meliputi tekstur tanah, ph tanah, C-organik, N-total, P-tersedia, P-total, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, dan Cu. Analisis contoh tanah awal dilakukan untuk mengetahui tingkat kesuburan tanah yang akan dijadikan media tanam. Analisis Kompos Kompos dianalisis secara fisik dan kimia. Pengamatan secara fisik dilakukan terhadap warna, tekstur, dan bau kompos. Analisis kandungan hara kompos meliputi N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, dan Mn. Analisis sampel tanah dan kompos dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB. Penyiapan Lahan Ukuran petak untuk setiap perlakuan adalah 3 m x 3 m (9 m 2 ). Tanah diolah seluruhnya dengan cangkul sampai kedalaman 25 cm. Dosis pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati maupun yang tidak diperkaya pupuk hayati adalah sebanyak 3 ton/ha. Keempat pupuk hayati yang masing-masing berisi isolat tunggal dicampur menjadi satu kemudian diaplikasikan sesuai perlakuan dengan dosis 25 gram per petak. Aplikasi pupuk kompos dan pupuk hayati pada saat penanaman, sedangkan perlakuan pupuk Urea, SP-36, dan KCl diberikan 2 kali yaitu 4% dari masing-masing dosis pupuk anorganik pada saat tanam dan 6% sisanya pada umur 45 hari setelah tanam. Aplikasi pupuk N, P, dan K dilakukan dengan cara ditugal. Penanaman Penanaman dilakukan dengan sistem tugal dengan jarak tanam 6 x 2 cm 2 untuk tanaman jagung, dan 3 x 2 cm 2 untuk tanaman padi gogo. Setiap lubang diisi dengan benih sebanyak 3 biji. Penjarangan dilakukan ketika tanaman jagung mencapai umur 15 hari setelah tanam (HST) dan padi gogo berumur 21 HST, sehingga dari setiap lubang tersisa satu tanaman yang tumbuh sehat.

32 Pengamatan Data penelitian diperoleh dari hasil analisis tanah dan kompos serta dari pengamatan terhadap beberapa peubah yaitu: a. Pertumbuhan tanaman yang diamati dengan cara menghitung jumlah daun dan jumlah anakan (khusus padi), mengukur tinggi tanaman dan lingkar batang (khusus jagung), serta menimbang berat kering akar dan tajuk. Pengamatan terhadap tanaman padi gogo dilakukan setiap 1 hari sekali yang dimulai pada 3 minggu setelah tanam (MST). Pengamatan terhadap pertumbuhan tanaman jagung dilakukan setiap 1 hari setelah tanaman berumur 2 MST. b. Produksi padi gogo mencakup: panjang malai per rumpun, jumlah malai per rumpun, jumlah gabah per malai, jumlah gabah per rumpun, jumlah gabah isi per rumpun, bobot total gabah isi per rumpun, dan bobot 1 butir gabah per rumpun. Tanaman padi dipanen pada umur 115 HST. Produksi tanaman jagung meliputi: panjang tongkol, diameter tongkol, bobot tongkol, jumlah biji per tongkol, bobot kering jagung pipilan per tanaman, dan bobot 1 biji jagung. Panen jagung dilakukan pada saat tanaman berumur 9 HST. c. Analisis serapan hara tanaman Serapan hara dianalisis dengan cara mengukur kadar hara tanaman. Dari tiap petak diambil 3 sampel tanaman untuk dianalisis kadar haranya. Organ tanaman yang dianalisis kadar haranya adalah seluruh bagian tanaman. Pengukuran kadar hara dilakukan pada saat tanaman berumur 71 HST untuk padi gogo dan 55 HST untuk jagung. Kadar hara yang dianalisis meliputi N dengan metode Kjeldhal, analisis hara P dan K menggunakan metode pengabuan basah dengan kuantifikasi masingmasing menggunakan UV-Vis Spektrofotometer. Sedangkan analisis hara mikro menggunakan metode Absorption Atomic Spectrophotometry (AAS). Analisis serapan hara tanaman padi gogo dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB, sedangkan analisis serapan hara tanaman jagung dilakukan di Laboratorium Tanah Balai Penelitian Tanah Bogor.

33 Analisis Data Data diolah menggunakan Analisis Varians dengan bantuan perangkat lunak SPSS versi 16. Jika ada faktor yang memiliki pengaruh nyata maka dilakukan uji Duncan pada taraf kepercayaan 95%.

34 HASIL Analisis Tanah Berdasarkan kriteria penilaian sifat tanah dari Balitan (29), sampel tanah percobaan diketahui memiliki sifat-sifat kimia sebagai berikut: ph asam (5,3), kandungan C organik rendah (,95%), N total rendah (,1%), P Bray rendah (3,8 ppm), Ca rendah (1,6 me/1g), Mg rendah (,79 me/1g), K rendah (,31 me/1g). Sedangkan berdasarkan sifat fisik tanah, maka tekstur tanah didominasi oleh liat 73,63%, debu 18,86%, dan pasir 7,51% (Lampiran 2). Hasil Analisis Kompos Secara fisik kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati (B1) tidak berbeda dengan kompos yang tidak diperkaya (B). Keduanya berwarna coklat kehitaman seperti tanah, tekstur remah, dan berbau tanah. Kompos yang diperkaya maupun yang tidak diperkaya (kontrol) memiliki kualitas yang sesuai dengan Peraturan Menteri Pertanian No: 28/Permentan/SR.13/5/29 mengenai persyaratan teknis minimal pupuk organik. Kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati memiliki kandungan C organik, hara makro N, dan Ca serta hara mikro Fe, Cu, dan Mn yang cenderung lebih tinggi bila dibandingkan dengan kompos yang tidak diperkaya (Tabel 1). Tabel 1 Hasil analisis kompos Kompos Hara Makro (%) Hara Mikro (ppm) C N P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn Tidak diperkaya 31,27 1,71,27 1,54 1,95,77 4, ,5 11, Diperkaya 32,32 2,29,25 1,39 2,58,7 4, , 9, Deptan (29) >12 <6 <6 < Serapan Hara Tanaman Padi Gogo dan Jagung Hasil analisis serapan hara tanaman padi gogo menunjukkan bahwa aplikasi pupuk kompos yang diperkaya (B1) memberikan hasil yang lebih baik bila dibandingkan dengan pupuk kompos yang tidak diperkaya atau kontrol (B) serta

35 pupuk kompos ditambah pupuk hayati yang diaplikasikan secara terpisah (B2) (Tabel 2). Perlakuan B1 meningkatkan serapan hara makro total hingga 85,25%. Tabel 2 Serapan hara makro dan mikro tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk kompos Pupuk Hara Makro (g/tanaman) Hara Mikro (mg/tanaman) Kompos N P K Ca Mg Fe Cu Zn B,47 a,15 a,6 a,6 a,4 a 8,a,68 a 2,87 a B1,76 c,28 c 1,22 c,11 b,9 b 24,5b 1,4 b 5,1 c B2,65 b,24 b 1,7 b,12 b,1b 7, a,71 a 4,68 b B: Pupuk kompos; B1: Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2: Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah. Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji Duncan 5% Perlakuan pupuk anorganik ( dan ) juga menunjukkan hasil yang berbeda nyata baik pada serapan hara makro maupun mikro. Perlakuan pupuk anorganik 1% dosis () menunjukkan hasil serapan hara makro dan mikro yang lebih tinggi kecuali Fe dan Cu (Tabel 3). Tabel 3 Serapan hara makro dan mikro tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk anorganik Pupuk Hara Makro (g/tanaman) Hara Mikro (mg/tanaman) anorganik N P K Ca Mg Fe Cu Zn,56 a,2 a,89 a,8 a,7 a 21,89b,96 b 3,7 a,7 b,24 b 1,4 b,11 b,9 b 4,44 a,9 a 4,73 b : Pupuk anorganik dosis 5%; : Pupuk anorganik dosis 1%. Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji Duncan 5% Hasil analisis juga menunjukkan adanya interaksi yang nyata antara pupuk kompos dan pupuk anorganik pada serapan hara makro N, Ca, Mg, dan hara mikro Fe, Cu, dan Zn. Secara umum, pada perlakuan kombinasi dengan dihasilkan serapan hara yang tertinggi kecuali Fe. Perlakuan kombinasi B1 menunjukkan peningkatan pada serapan hara N, Cu, dan Zn sedangkan perlakuan kombinasi B2 terjadi peningkatan serapan hara Ca dan Mg bila dibandingkan kontrol (B) (Gambar 2).

36 Serapan N (g/tan) Perlakuan pupuk B B1 B2 Serapan Ca (g/tan) Perlakuan pupuk B B1 B2 Serapan Mg (g/tan) B.6 B1.4 B2.2 Perlakuan pupuk Serapan Cu (mg/tan) B B1 B2 Serapan Zn (mg/tan) B B1 B2 Serapan Fe (mg/tan) B B1 B2 Perlakuan pupuk Perlakuan pupuk Perlakuan pupuk Gambar 2 Serapan hara tanaman padi gogo pada perlakuan kombinasi. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah;. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%. Pada tanaman jagung perlakuan B1 menghasilkan serapan hara yang lebih baik daripada B dan B2 kecuali serapan hara K, Ca, Mg, dan Cu (Tabel 4). Perlakuan B1 meningkatkan serapan hara makro total hingga 43,3%. Perlakuan pupuk anorganik ( dan ) pada serapan hara Mg, Fe, dan Cu juga menunjukkan perbedaan nyata (Tabel 5). Tabel 4 Serapan hara makro dan mikro tanaman jagung pada perlakuan pupuk kompos Pupuk Hara Makro (g/tanaman) Hara Mikro (mg/tanaman) kompos N P K Ca Mg Fe Cu Zn B,64 a,7 a 1,3 a,23 a,13 a 16,23 a,93 a 2,82 a B1,97 b,21 c 1,32 a,33 b,16 ab 43,17 b,93 a 3,85 b B2,88 ab,17 b 1,4 a,37 b,19 b 11,32 a,76 a 3,54 ab B: Pupuk kompos tidak diperkaya; B1: Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2: Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah. Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji Duncan 5%

37 Tabel 5 Serapan hara makro dan mikro tanaman jagung pada perlakuan pupuk anorganik Pupuk Hara Makro (g/tanaman) Hara Mikro (mg/tanaman) anorganik N P K Ca Mg Fe Cu Zn,77 a,15 a 1,3 a,28 a,14 a 17,33 a 1,2 a 3,51 a,89 a,15 a 1,23 a,33 a,18 b 29,81 b,72 b 3,29 a : Pupuk anorganik dosis 5%; : Pupuk anorganik dosis 1%. Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji Duncan 5% Pada tanaman jagung aplikasi pupuk kompos yang diperkaya memberikan pengaruh yang nyata khususnya pada serapan hara N, P, dan Fe. Interaksi antara pupuk kompos dan pupuk anorganik juga nyata pada serapan hara makro P dan Mg serta hara mikro Fe, Cu, dan Zn. Peningkatan serapan hara P, Mg, dan Fe terjadi pada perlakuan kombinasi B1, sedangkan peningkatan serapan hara Cu dan Zn masing-masing terjadi pada perlakuan kombinasi B1 dan B2 (Gambar 3). Serapan P (g/tan) Perlakuan pupuk B B1 B2 Serapan Fe (mg/tan) Perlakuan pupuk B B1 B2 Serapan Mg (g/tan) B.1 B1.5 B2 Perlakuan pupuk Serapan Cu (mg/tan) Perlakuan pupuk B B1 B2 Serapan Zn (mg/tan) B 2 B1 1 B2 Perlakuan pupuk Gambar 3 Serapan hara tanaman jagung pada perlakuan kombinasi. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah;. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%.

38 Pertumbuhan dan Biomassa Tanaman Padi Gogo dan Jagung Pupuk kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati dapat meningkatkan pertumbuhan (tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah anakan) dan biomassa (bobot kering akar dan tajuk) pada tanaman padi gogo. Secara umum, perlakuan pupuk kompos yang terbaik adalah B1 (Gambar 4). Pada tanaman padi gogo perlakuan B1 meningkatkan secara nyata pertumbuhan (kecuali tinggi) dan biomassa bila dibandingkan dengan kontrol. Perlakuan B1 juga menunjukkan hasil yang lebih baik bila dibandingkan dengan B2 walau tidak selalu nyata. Dengan perlakuan B1, jumlah daun, jumlah anakan, bobot kering akar dan tajuk mengalami peningkatan masing-masing sebesar 31,63%, 41,41%, 48,56%, dan 63,5% bila dibandingkan dengan kontrol. Tinggi tanaman (cm) B B1 B2 Jumlah daun B B1 B2 Jumlah anakan B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Pupuk kompos Bobot kering akar (g) B B1 B2 Bobot kering tajuk (g) B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Gambar 4 Pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk kompos. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah.

39 Secara umum, pada tanaman jagung perlakuan B1 meningkatkan komponen pertumbuhan dan biomassa (Gambar 5). Bila dibandingkan dengan kontrol, perlakuan B1 meningkatkan lingkar batang, bobot kering akar dan tajuk masingmasing sebesar 15,57%, 35,3%, dan 17,9%. Sedangkan perlakuan B2 mampu meningkatkan masing-masing peubah hanya sebesar 11,18%, 27,59%, dan 1,88%. Tinggi tanaman (cm) B B1 B2 Jumlah daun B B1 B2 Lingkar batang (cm) B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Pupuk kompos Bobot kering akar (g) B B1 B2 Bobot kering tajuk (g) B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Gambar 5 Pertumbuhan dan biomassa tanaman jagung pada perlakuan pupuk kompos. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah. Secara umum, perlakuan pupuk anorganik menunjukkan pengaruh yang tidak nyata pada semua peubah pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo (Lampiran 8 dan Gambar 6). Hal ini menunjukkan bahwa dengan perlakuan

40 pupuk anorganik dosis 5% dari rekomendasi sudah mampu untuk mendukung pertumbuhan tanaman padi gogo dengan baik. Demikian pula pada tanaman jagung perlakuan pupuk anorganik memberikan pengaruh yang tidak nyata pada komponen pertumbuhan kecuali untuk bobot kering akar dan tajuk (Lampiran 9 dan Gambar 7). Hal ini menunjukkan bahwa dalam hal bobot kering akar dan tajuk pemakaian pupuk anorganik dosis 1% masih lebih baik daripada dosis 5%. tinggi Tanaman (cm) Jumlah Daun Jumlah anakan Pupuk anorganik Pupuk anorganik Pupuk anorganik Bobot Kering akar (g) Bobot Kering Tajuk (g) Pupuk anorganik Pupuk anorganik Gambar 6 Pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk anorganik.. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%.

41 Tinggi tanaman (cm) Jumlah daun Lingkar batang (cm) Pupuk anorganik Pupuk anorganik Pupuk anorganik Bobot kering akar (g) Bobot kering tajuk (g) pupuk anorganik Pupuk anorganik Gambar 7 Pertumbuhan dan biomassa tanaman jagung pada perlakuan pupuk anorganik.. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%. Interaksi antara pupuk kompos dan pupuk anorganik tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan dan biomassa pada padi gogo dan jagung (Lampiran 8 dan 9). Meskipun demikian, secara umum pupuk kompos yang diperkaya dengan pupuk hayati yang dikombinasikan dengan pupuk anorganik terlihat mampu meningkatkan pertumbuhan pada jumlah daun, tinggi tanaman, jumlah anakan, lingkar batang, bobot kering tajuk dan akar bila dibandingkan dengan kontrol serta pupuk kompos ditambah pupuk hayati terpisah (Gambar 8 dan 9). Pada tanaman padi gogo perlakuan kombinasi B1 menunjukkan peningkatan tertinggi pada jumlah daun dan jumlah anakan. Sedangkan pada tanaman jagung, perlakuan B1 meningkatkan semua komponen pertumbuhan dan biomassa, kecuali pada jumlah daun. Pada padi gogo dengan perlakuan kombinasi B1, jumlah daun, jumlah anakan, bobot kering tajuk, dan bobot kering akar mengalami peningkatan

42 masing-masing sebesar 4,54%, 44,37%, 62,52%, 8,16% bila dibandingkan dengan B. Pada tanaman jagung terjadi peningkatan biomassa yang paling tinggi ditunjukkan oleh bobot kering akar pada perlakuan kombinasi B1 sebesar 48,13% bila dibandingkan dengan B. Tinggi Tanaman (cm) Perlakuan pupuk B B1 B2 Jumlah Daun Perlakuan pupuk B B1 B2 Jumlah anakan Perlakuan pupuk B B1 B2 Bobot kering akar (g) B B1 B2 Bobot kering tajuk (g) B B1 B2 Perlakuan pupuk Perlakuan pupuk Gambar 8 Pertumbuhan dan biomassa tanaman padi gogo pada perlakuan kombinasi. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah;. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%.

43 Tinggi Tanaman (cm) B 1 B1 5 B2 Perlakuan pupuk Jumlah daun B 9 B1 8.5 B2 8 Perlakuan pupuk Lingkar batang (cm) Perlakuan pupuk B B1 B2 Bobot kering tajuk (g) B 4 B1 2 B2 Perlakuan pupuk Bobot kering akar (g) Perlakuan pupuk B B1 B2 Gambar 9 Pertumbuhan dan biomassa tanaman jagung pada perlakuan kombinasi. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah;. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%. Produksi Tanaman Padi Gogo dan Jagung Selain membantu meningkatkan pertumbuhan tanaman, penambahan pupuk hayati ke dalam kompos juga dapat meningkatkan produksi tanaman padi gogo dan jagung. Pada tanaman padi gogo, pemberian perlakuan B1 menunjukkan hasil yang nyata lebih baik bila dibandingkan dengan kontrol dalam hal jumlah dan panjang malai, jumlah gabah isi dan hampa serta bobot gabah isi, bobot per 1 butir dan bobot gabah total (Gambar 1). Perlakuan B1 menunjukkan hasil yang lebih baik daripada B2 walau tidak selalu nyata. Perlakuan B1 meningkatkan bobot gabah isi sampai dengan 73,4% sedangkan perlakuan B2 meningkat hanya sebesar 53,5% bila dibandingkan dengan kontrol. Penampilan malai tanaman padi gogo pada berbagai perlakuan dapat dilihat pada Gambar 11.

44 Panjang malai (cm) B B1 B2 jumlah malai B B1 B2 Jumlah Gabah Isi B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Pupuk kompos Jumlah gabah hampa Bobot gbah isi (g) Bobot gabah hampa (g) B B1 B2 B B1 B2 B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Pupuk kompos Bobot gabah total (g) Bobot Per 1 butir (g) B B1 B2 B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Gambar 1 Produksi tanaman padi gogo pada perlakuan pupuk kompos. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah.

45 Gambar 11 Malai padi gogo. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah;. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%. Secara umum, penambahan pupuk hayati pada tanaman jagung meningkatkan komponen produksi yang ditunjukkan dengan meningkatnya panjang dan diameter tongkol (Gambar 12) serta jumlah dan bobot biji. Perlakuan B1 meningkatkan secara nyata semua komponen produksi bila dibandingkan dengan kontrol (Gambar 13). Perlakuan B1 juga menunjukkan hasil yang lebih baik bila dibandingkan dengan B2. Perlakuan B1 dapat meningkatkan diameter tongkol, jumlah biji per tongkol, bobot tongkol, serta bobot pipilan per tanaman masing-masing sampai dengan 23,46%, 51,54%, 38,31%, dan 37,61%. Sedangkan pemberian perlakuan B2 meningkatkan masing-masing hanya sebesar 9,5%, 26,44%, 15,88%, dan 21,1% bila dibandingkan dengan kontrol.

46 Gambar 12 Tongkol jagung. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah;. Pupuk anorganik dosis 5%;. Pupuk anorganik dosis 1%. Panjang tongkol (cm) B B1 B2 Diameter tongkol (mm) B B1 B2 Jumlah biji B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Pupuk kompos Bobot tongkol (g) B B1 B2 Bobot pipilan (g) B B1 B2 Bobot per 1 biji (g) B B1 B2 Pupuk kompos Pupuk kompos Pupuk kompos Gambar 13 Produksi tanaman jagung pada perlakuan pupuk kompos. B. Pupuk kompos tidak diperkaya; B1. Pupuk kompos yang diperkaya pupuk hayati; B2. Pupuk kompos dan pupuk hayati terpisah.